Desplazamiento insuficiente

El desplazamiento insuficiente es una de las fallas más comunes de los compresores, causada principalmente por las siguientes razones:

1. Fallo del filtro de aire de admisión: La suciedad y la obstrucción reducen el caudal; un tubo de admisión excesivamente largo con un diámetro insuficiente aumenta la resistencia a la admisión y afecta al volumen de aire. El filtro debe limpiarse periódicamente.
2. La disminución de la velocidad del compresor conlleva una menor cilindrada: Funcionamiento incorrecto del compresor de aire. Dado que la cilindrada de un compresor de aire está diseñada para una altitud, temperatura y humedad del aire de admisión específicas, cuando se opera en mesetas que superan estos parámetros, la presión de succión disminuye y la cilindrada se reduce inevitablemente.
3. El desgaste severo y la falta de tolerancia de los cilindros, pistones y anillos de pistón provocan un aumento de las holguras y fugas, lo que afecta la cilindrada. En caso de desgaste normal, las piezas de desgaste, como los anillos de pistón, deben reemplazarse a tiempo. Si la instalación es incorrecta o las holguras son inadecuadas, se deben realizar correcciones según los planos. Si no se dispone de planos, se pueden adoptar datos empíricos: para la holgura circunferencial entre el pistón y el cilindro, esta debe ser de 0,06% a 0,09% del diámetro del cilindro para pistones de hierro fundido, de 0,12% a 0,18% para pistones de aleación de aluminio y un valor menor dentro del rango de la aleación de aluminio para pistones de acero.
4. La caja de empaquetadura suelta provoca fugas de aire y una reducción del volumen de aire. Esto se debe principalmente a una fabricación deficiente de la caja de empaquetadura o a un mal centrado entre el vástago del pistón y la caja durante la instalación, lo que produce desgaste, rayaduras y fugas. Generalmente, se inyecta aceite lubricante en la caja de empaquetadura para lubricarla, sellarla y refrigerarla.
5. Influencia de las válvulas de succión y descarga defectuosas en el desplazamiento. Fragmentos metálicos u otros cuerpos extraños atrapados entre el asiento y la placa de la válvula provocan un cierre incompleto y fugas de aire, lo que no solo reduce el desplazamiento, sino que también afecta la presión y la temperatura entre etapas. Esto puede deberse a defectos de fabricación, como placas de válvula deformadas, o a un desgaste severo del asiento y la placa de la válvula.
6. Desajuste entre la fuerza del resorte de la válvula y la fuerza del gas. Una fuerza excesiva del resorte retrasa la apertura de la placa de la válvula, mientras que una fuerza insuficiente provoca un cierre retardado. Esto no solo afecta el volumen de aire, sino que también aumenta el consumo de energía, acorta la vida útil de las placas y los resortes de la válvula, y altera la presión y la temperatura del gas.
7. Fuerza de compresión inadecuada en la válvula de aire. Una fuerza insuficiente provoca fugas, mientras que una fuerza excesiva deforma o daña la tapa de la válvula. La fuerza de compresión se puede calcular generalmente mediante la fórmula: p = k ⋅ 4π D²P², donde D es el diámetro de la cámara de la válvula, P² es la presión máxima del gas y k > 1, generalmente entre 1,5 y 2,5 (1,5-2,0 para baja presión, 1,5-2,5 para alta presión). La práctica demuestra que este rango es adecuado. Una válvula defectuosa provocará el sobrecalentamiento de la tapa de la válvula y una presión anormal.

Temperatura anormal

Una temperatura de descarga anormal se refiere a una temperatura superior al valor de diseño. Teóricamente, los factores que aumentan la temperatura de descarga incluyen la temperatura de succión, la relación de presión y el índice de compresión (para el aire, k=1,4). En la práctica, una temperatura de succión elevada puede deberse a una baja eficiencia de los intercoolers o a una incrustación excesiva que afecta la transferencia de calor, lo que eleva la temperatura de succión de las etapas subsiguientes y, por lo tanto, la temperatura de descarga. Además, las fugas en las válvulas o los anillos de los pistones no solo aumentan la temperatura de descarga, sino que también modifican la presión entre etapas; cualquier relación de presión superior al valor normal elevará la temperatura de descarga. En las unidades refrigeradas por agua, un suministro de agua insuficiente o interrumpido también provoca una temperatura de descarga elevada.

Presión anormal

Si el compresor no puede alcanzar el caudal requerido a la presión nominal, la presión de descarga disminuirá, lo que obligará a reemplazarlo por una unidad con la misma presión de descarga pero mayor capacidad. La principal causa de una presión anormal entre etapas son las fugas debidas a válvulas defectuosas o anillos de pistón desgastados, por lo que la solución de problemas debe centrarse en estos componentes.

Ruido anormal

Los componentes defectuosos del compresor producirán ruidos anormales, que generalmente pueden ser identificados por los operadores. El golpeteo en el cilindro puede deberse a una holgura insuficiente entre el pistón y la culata, tuercas de conexión flojas o desencajadas entre la biela y el pistón, un tapón suelto en el extremo del pistón que provoca un impacto hacia arriba, fragmentos metálicos extraños en el cilindro o acumulación de humedad. El golpeteo en el cárter puede deberse a pernos flojos, desencajados o rotos de los cojinetes del cigüeñal, las bielas y las crucetas, un desgaste severo de los muñones que aumenta las holguras o una holgura/desgaste excesivo entre el pasador de la cruceta y el buje. El golpeteo en la cámara de válvulas puede deberse a placas de válvula de descarga rotas, resortes de válvula débiles o dañados o un ajuste incorrecto del regulador de carga. Las fallas pueden diagnosticarse y corregirse según corresponda.

Fallo por sobrecalentamiento

El sobrecalentamiento se produce cuando la temperatura en los pares de fricción (cruceta y placa deslizante, empaquetadura y vástago del pistón, etc.) supera el límite especificado. Las consecuencias incluyen un desgaste acelerado de los pares de fricción y la acumulación de calor, lo que puede provocar quemaduras en las superficies de fricción y accidentes graves en los equipos. Las causas principales del sobrecalentamiento de los cojinetes incluyen un contacto desigual o una superficie de contacto insuficiente entre el cojinete y el muñón, una desalineación del cojinete o un cigüeñal doblado, una baja viscosidad del aceite lubricante, conductos de aceite obstruidos, fallos en el suministro de aceite debido a averías en la bomba, una nivelación deficiente y una holgura inadecuada durante la instalación, o una desalineación entre el eje principal y el eje del motor con desviación angular.